[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410812062.2
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN105789365B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷華湘;賈云叢;袁烽;陳大鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L31/105
• 分類號: H01L31/105
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11345
• 代理人: 陳紅

1.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體X線探測器的像素單元，其特征在于包括：

硅基二極管陣列基板和讀出電路陣列基板，其通過銦焊料球連接；

所述讀出電路陣列基板上形成有讀出電路，第一鈍化層以及第一UBM；

所述硅基二極管陣列基板上形成有背面N⁺接觸層，正面P⁺層，其中，所述背面N+接觸層與所述正面P⁺層之間的所述硅基二極管陣列基板部分為本征層，從而形成了硅基PIN二極管；

所述正面P⁺層之上還形成有氧化層，PIN接觸層，第二鈍化層以及第二UBM；

其中，所述硅基二極管陣列基板的正面還形成有低溫TFT，以構(gòu)成像素單元內(nèi)的在片信號處理和放大電路；所述低溫TFT的柵極或溝道層形成于所述氧化層之中；

所述PIN接觸層包括兩個部分，其第一部分的一端與所述正面P⁺層電連接，另一端與低溫TFT的源極電連接；其第二部分的一端與所述第二UBM電連接，另一端與低溫TFT的漏極電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所述低溫TFT為倒柵結(jié)構(gòu)，其柵極形成于所述氧化層之中，其溝道層形成于所述氧化層之上，所述氧化層的一部分將所述柵極和所述溝道層隔離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所述低溫TFT為正柵結(jié)構(gòu)，其溝道層形成于所述氧化層之中，其柵極形成于所述氧化層之上，所述氧化層的一部分將所述柵極和所述溝道層隔離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的器件，其特征在于，所述低溫TFT的溝道層材料為多晶硅、或α-Si:H、或非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體。

5.一種半導(dǎo)體器件制造方法，用于制造半導(dǎo)體X線探測器的像素單元，其特征在于包括：

提供讀出電路陣列基板和硅基二極管陣列基板；

在所述讀出電路陣列基板形成讀出電路；

然后在所述讀出電路之上形成第一鈍化層以及第一UBM；

在所述硅基二極管陣列基板的背面形成背面N⁺接觸層，在所述硅基二極管陣列基板的正面形成正面P⁺層；

在所述正面P⁺層之上形成氧化層，PIN接觸層，第二鈍化層以及第二UBM；

通過銦焊料球?qū)⑺鲎x出電路陣列基板和所述硅基二極管陣列基板連接，從而形成半導(dǎo)體X線探測器像素單元；

其中，在所述硅基二極管陣列基板的正面形成低溫TFT，以構(gòu)成像素單元內(nèi)的在片信號處理和放大電路；所述低溫TFT的柵極或溝道層形成于所述氧化層之中；

所述PIN接觸層包括兩個部分，其第一部分的一端與所述正面P⁺層電連接，另一端與低溫TFT的源極電連接；其第二部分的一端與所述第二UBM電連接，另一端與低溫TFT的漏極電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述低溫TFT的溝道層材料為多晶硅、或α-Si:H或非晶態(tài)氧化物半導(dǎo)體。

7.根據(jù)權(quán)利要求5-6任一項所述的方法，其特征在于，所述低溫TFT的溝道層材料采用低溫工藝形成。

8.一種半導(dǎo)體X線探測器的操作方法，采用權(quán)利要求1-4中任一項所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于：

將像素單元中的硅基PIN二極管獲取的信號輸入至低溫TFT，經(jīng)過信號處理和放大之后，通過銦焊料球輸出給讀出電路陣列基板上的讀出電路。